Wi-Fi 6版本面世,使得这种流行的无线技术变得更适用于物联网,不仅构成了Matter标准的关键部分,并且成为智能家居的基础。Matter承诺为智能家居生态系统带来互操作性,以Thread为基础进行低功耗无线连接,当需要更大的吞吐量和更高功率时, Wi-Fi 便成为理想选择。(Matter标准还包括以太网布线标准,将在未来加入蜂窝物联网,而低功耗蓝牙则用于调试)。
连同用于Matter标准的其他协议,Wi-Fi能够支持互联网协议 (IP)。IP本质上是用于在互联网上快速传送数据的网络层通信标准,这方面的优势是很明显的——每个互联网支持设备都具有自己的IP地址,通过协议的互操作性,每个智能家居产品均可以非常便捷地连接到云端。有了这样的灵活性,智能家居应用可以变得非常强大和灵活。
对于智能家居开发
一刀切的做法不合适
消费者对于家中的Wi-Fi通信已经非常熟悉了,它推动了家庭娱乐网络。通过使用Wi-Fi,人们无论坐在家里的哪个位置,都能够在平板电脑上观赏电影。在新冠疫情大流行期间,Wi-Fi为许多居家办公的视频会议提供助力,其无缝连接的特性已扩展到电视机、洗衣机和冰箱等家用电器。毫无疑问,Wi-Fi是地球上最常见的无线连接技术。
不过,所有的无线技术都有权衡取舍的问题。由于Wi-Fi主要是为了提供高吞吐量而设计的,它往往很耗电。Wi-Fi接入点是插入主电源的,传输流媒体内容也可以利用电池容量庞大的便携式电脑,这些类型的应用没有问题。但是Wi-Fi的能源消耗始终较高,在一定程度上确实也限制了它应用范围,例如,它不是最适用于由电池供电的电灯开关的技术。电灯开关仅需要发送少量的数据来开关灯泡,使用小型电池便可以持续数月时间。对于这种应用和类似的应用,相比Wi-Fi技术,低功耗蓝牙、Thread或Zigbee 这样的低功耗无线连接技术是更好的选择。
Wi-Fi支持更多的家居设备
Wi-Fi 6加入了省电技术,可让设计人员以牺牲一些吞吐量来换取更长的电池使用寿命,从而改善使用效果。而且,通过使用名称为OFDMA的多址接入调制技术,每个Wi-Fi 6 20 MHz通道可以分成数百个子通道,能够同时支持家庭中的更多设备。(先前使用Wi-Fi来支持多个网络设备会产生拥堵现象,进而降低吞吐量) 。虽然这些改进仍然无法使得Wi-Fi适用于无线电灯开关等应用,但它们确实使得Wi-Fi成为了许多智能家居设备的良好选择,如安全摄像机、智能恒温器和智能扬声器。
这些新的Wi-Fi技术将推动智能家居领域的蓬勃发展。根据Vantage Market Research数据,在2028年前,智能家居市场价值将从2021年的750亿美元扩大5.5倍以上,这意味着每年有超过4200亿美元销售额。作为这项总额的一部分,在2021年至2025年期间,基于Wi-Fi的智能家居设备出货量的复合年增长率将会达到21% [1]。
提升智能家居的易用性
Matter获得亚马逊、苹果、谷歌、Nordic、三星和其他数百家企业的支持,这为先前零散分割的智能家居领域带来了良好的协调。这将会推动销售增长,因为消费者能够从任何主流供应商处购买智能家居设备,轻松地让它与其喜欢的智能家居生态系统一起工作。这非常适合那些渴望向消费者提供智能家居增值服务的主要供应商,以增加设备销售营收。
业界为Matter选择的无线技术 (和以太网) 是经过仔细考虑的。Wi-Fi已经在全球数以亿计的家庭中普遍使用,而Wi-Fi 6使其更加适合智能家居应用。Thread则是低功耗的无线连接标准,无需网关就能与大型IP网络无缝集成。而低功耗蓝牙可与智能手机互操作,成为了调试和配置新颖智能家居产品的理想接口。 除了为智能家居产品提供高吞吐量选择的好处之外,Wi-Fi还支撑着Matter的IP互操作性。Matter应用层简化了Thread设备连接家庭Wi-Fi网络,再从那里连接到云端的通信操作。而使用Wi-Fi进行网络传输的Matter设备不需要内置网状网络支持,因为Wi-Fi 6具有良好的通信范围,可让Matter设备总是能够进行连接。这些非网状网络Matter设备可以做到更小的体积,并降低功耗。
开始使用智能家居Wi-Fi
Nordic公司推出nRF7002 Wi-Fi 6协同IC及其相关开发套件 (DK) ,可让开发人员更加便捷地利用在智能家居领域中日益重要的Wi-Fi连接。这款IC是具有低功耗特性的Wi-Fi 6设备,提供无缝的双频段 (2.4和5GHz) 连接。nRF7002还提供与低功耗蓝牙、Thread和Zigbee无线电的良好共存性,并支持Wi-Fi 6的关键省电功能,即目标唤醒时间 (TWT) 功能。这款DK可让开发人员轻松启动基于nRF7002的物联网项目,它还带有支持Thread和低功耗蓝牙的nRF5340多协议SoC,因而适合使用所有的Matter无线技术进行产品开发。
今天,智能家居在精通技术产品的先行者中非常受欢迎,但未能在主流市场大行其道。不过,Matter预示着互联家居产品的曙光降临,而Wi-Fi将是实现成功的重要基础,看来智能家居终于能够尽展所长了。